第1章 计算机系统概述

1.1计算机系统的基本组成及其层次结构

1.2计算机硬件的5个功能部件及其功能

1.3计算机系统主要的技术与性能指标

1.4计算机的体系结构、组成和实现概述

1.5计算机发展进步、分类和拓展应用的进程

本章内容小结和学习方法建议

习题与思考题

第2章 数字电路基础和常用器件

2.1数字电路的基本元件

2.1.1晶体二极管与三极管

2.1.2应用案例

2.2数字电路基础及其相关处理方法

2.2.1 3种基本逻辑关系

2.2.2逻辑函数及其描述方法

2.2.3逻辑函数的特性、规则与应用

2.3组合逻辑电路及时序逻辑电路

2.3.1常用逻辑门器件

2.3.2时序逻辑电路

2.3.3存储器芯片简介

2.3.4几个专用功能器件和存储器芯片的引脚图

2.4现场可编程逻辑器件及其应用

2.4.1现场可编程器件概述

2.4.2 CPLD和FPGA的编程与应用

本章内容小结和学习方法建议

习题与思考题

第3章 数据表示、运算算法和线路实现

3.1数字化信息编码的概念和二进制编码知识

3.1.1数字化信息编码的概念

3.1.2二进制编码和码制转换

3.1.3检错纠错码

3.2数据表示

3.2.1逻辑类型数据的表示

3.2.2字符类型数据的表示

3.2.3多媒体信息编码

3.2.4数值类型数据的表示

3.3二进制数值数据的编码方案与运算算法

3.3.1原码、反码、补码的定义

3.3.2补码加、减运算规则和电路实现

3.3.3原码一位乘法、除法的实现方案

3.3.4实现乘法、除法的其他方案

本章内容小结和学习方法建议

习题与思考题

第4章 运算器部件

4.1算术逻辑运算单元的功能设计与线路实现

4.2定点运算器

4.2.1定点运算器部件的功能、组成与控制概述

4.2.2运算器芯片Am2901实例与使用

4.2.3 MIPS多指令周期CPU系统的运算器的组成及其功能

4.2.4简化TEC-2000计算机的运算器部件的功能、组成与设计

4.3浮点运算和浮点运算器

4.3.1浮点数的运算规则

4.3.2浮点运算器举例

本章内容小结和学习方法建议

习题与思考题

第5章 指令系统和汇编语言程序设计

5.1指令格式和指令系统概述

5.1.1指令的定义和指令格式

5.1.2操作码的组织与编码

5.1.3操作数的指定与使用

5.1.4指令的分类

5.1.5指令周期及其对计算机性能和硬件结构的影响

5.2基本寻址方式概述

5.3指令系统举例

5.3.1 Pentium 计算机的指令系统

5.3.2 MIPS32计算机的指令系统

5.3.3 PDP-11计算机的指令系统

5.3.4 TEC-2000计算机的指令系统

5.4 TEC-2000计算机的汇编语言程序设计

5.4.1汇编语言及其程序设计中的有关概念

5.4.2教学计算机的汇编程序设计举例

本章内容小结和学习方法建议

习题与思考题

第6章 控制器

6.1控制器的功能与组成概述

6.2硬连线控制器

6.2.1硬连线控制器的组成和运行原理简介

6.2.2 MIPS32计算机的控制器简介

6.2.3 TEC-2000和TH-FPGA计算机控制器概述

6.2.4简化TEC-2000的CPU系统的设计

6.3微程序控制器部件

6.3.1微程序控制器的基本组成和运行原理

6.3.2微程序设计中的下地址形成逻辑和微程序设计

本章内容小结和学习方法建议

习题与思考题

第7章 多级结构存储器系统和主存储器

7.1存储器系统概述

7.1.1存储器分类

7.1.2存储器系统目标

7.1.3多级结构存储器系统

7.2主存储器

7.2.1主存储器概述

7.2.2动态存储器的存储原理

7.2.3静态存储器的存储原理

7.2.4存储器容量扩展

7.3教学计算机的主存储器实例

7.4提高主存储器性能的途径

本章内容小结和学习方法建议

习题与思考题

第8章 高速缓冲存储器和虚拟存储器

8.1高速缓冲存储器

8.1.1 Cache的运行原理

8.1.2 Cache的3种映像方式

8.1.3 Cache实用中的问题

8.2虚拟存储器部件

8.2.1虚拟存储器的概念介绍

8.2.2段式存储管理

8.2.3页式存储管理

本章内容小结和学习方法建议

习题与思考题

第9章 外部存储器设备

9.1外存设备概述

9.1.1主要技术指标

9.1.2磁记录原理与记录方式

9.2磁盘设备

9.2.1磁记录介质

9.2.2磁盘驱动器

9.2.3磁盘控制器

9.3磁盘阵列

9.4光盘设备

9.4.1只读光盘

9.4.2可刻光盘

9.4.3可擦写光盘

9.4.4 DVD

9.4.5 Blu-Ray

本章内容小结和学习方法建议

习题与思考题

第10章 输入输出设备

10.1输入输出设备概述

10.2常用的输入设备

10.3常用的输出设备

10.3.1点阵式输出设备基本原理

10.3.2显示器的组成和运行原理

10.3.3打印机的组成和运行原理

10.3.4计算机终端

本章内容小结和学习方法建议

习题与思考题

第11章 输入输出系统

11.1计算机输入输出系统概述

11.2计算机总线

11.2.1总线概述

11.2.2总线结构

11.2.3总线宽度

11.2.4总线时钟

11.2.5总线仲裁

11.2.6总线举例

11.3输入输出接口

11.3.1输入输出接口的功能

11.3.2通用可编程接口组成

11.3.3输入输出接口举例

11.4输入输出方式

11.4.1程序直接控制方式

11.4.2程序中断传送方式

11.4.3直接存储器访问方式

11.4.4 I/O通道控制方式

11.4.5外围处理机方式

本章内容小结和学习方法建议

习题与思考题

第12章 流水线技术

12.1流水线的基本概念

12.1.1流水线的概念

12.1.2流水线的表示方法

12.1.3流水线的特点

12.1.4流水线的分类方法

12.2流水线的性能指标

12.2.1流水线的吞吐率

12.2.2流水线的加速比

12.2.3流水线的效率

12.2.4流水线的最佳段数

12.3 DLX指令集与DLX流水线

12.3.1 DLX指令集结构介绍

12.3.2 DLX的一种简单实现

12.3.3 DLX流水线的实现原理

12.4流水线中的相关问题

12.4.1结构相关

12.4.2数据相关

12.4.3控制相关

12.5指令级并行技术

12.5.1基本概念

12.5.2多指令发射技术

本章内容小结和学习方法建议

习题与思考题

第13章 并行计算机体系结构

13.1并行计算机体系结构概述

13.1.1计算机体系结构的发展

13.1.2计算机体系结构的分类

13.1.3并行计算机体系结构分类

13.2并行计算机系统的设计问题

13.2.1并行计算机系统的互联网络

13.2.2并行计算机系统的性能问题

13.2.3并行计算机系统的软件问题

13.3 SIMD计算机简介

13.3.1阵列处理机

13.3.2向量处理机

13.4共享内存的多处理机系统

13.4.1一致性内存访问的UMA多处理机系统

13.4.2非一致性内存访问的NUMA多处理机系统

13.4.3基于Cache内存访问的COMA多处理机系统

13.5基于消息传递的多计算机系统

13.5.1大规模并行处理机

13.5.2工作站集群

本章内容小结和学习方法建议

习题与思考题

主要参考书